激發極化法在非洲加納某金礦的應用效果

陳敦理　寧麗麗

摘要：非洲加納是世界上金儲量最多的國家之一，其中該國北部的上東省是金礦的重要礦區，本文介紹了非洲加納北部上東省某金礦的地質特征，以及激發極化法在該區應用效果，結果表明激電在非洲加納的某硫化物型金礦床的勘探應用是可行的。通過激電中梯與測深快速圈定異常體在平面及空間的展布特征，為探礦工程提供較為客觀實際的技術資料，同時也取得加納北部地區金礦勘探的基礎性技術成果，為今后在本區尋找同類型的金礦提供了新的思路。

關鍵詞：激發極化法；金礦勘查；加納

激發極化法（簡稱激電法），按照供電電流性質的不同，有直流（時間域）激電法和交流（頻率域）激電法之分。近半個世紀以來的實踐證明，激電法是勘查各類金屬礦產的重要方法，特別是勘查電阻率與圍巖相差不大的浸染狀金屬礦床，與電阻率法和電磁法相比更具優勢。另外，激電法在尋找地下水和探測石油、天然氣方面也頗有成效，取得了比較令人滿意的結果。

工作區位于非洲加納北部上東省，加納為非洲第三大黃金資源國，但金礦床主要分布在該國南部，且工作區內還未發現有工業開發價值的金礦，所以工作區所處的成礦帶勘查和開發程度較低。工作區位于加納著名的Bolo-Nangodi金成礦帶的東北部，本區也是加納本國和外國礦業公司關注的重點地區。該礦區從1960年開始先后有國內外地質學家及地質單位在該區開展過不同程度的地質工作，但找礦效果欠佳。以往的勘探方法較為單一，主要采用化探加工程的探礦方式，由于缺少對深部地質體空間展布特征的了解，客觀上提高了探礦工程的成本與風險。工作區已知礦金礦成礦與黃鐵礦化的分布相關性極大，因此，有必要在該區開展激發極化法的有效性試驗，以探尋礦（化）體在空間上的展布特征，為下一步的工程揭露提供較為客觀實際的技術資料。

1. 礦區地質特征

礦區內分布的地層主要為前寒武系的片麻巖，花崗片麻巖，綠泥石片巖，角閃片巖，石英片巖，凝灰巖及石英砂巖和粉砂質板巖。

礦區構造相對比較簡單，主要是北西向的張性裂隙，是導礦和容礦構造，控制著區內的Au礦化的分布。其次是近南北向的推測斷裂，可能控制著巖漿后期的熱液活動。從已施工的鉆孔看，礦體圍巖一般是綠泥石片巖，片麻巖，礦體頂板大多破碎，底板完整，礦體賦存在石英片巖（石英脈中）。控礦構造礦區內巖漿巖十分發育，呈大型巖株狀產出，占礦區中部大部分面積，總體呈北東向展布，主要為花崗閃長巖（γδ），其次為花崗巖。巖體發生了不同程度的蝕變，蝕變類型主要為絹云母化、粘土化和綠泥石化。鉆孔中見到的也以花崗閃長巖（γδ）為主，灰白色、灰褐色，可見主要礦物為石英、斜長石、鉀長石、角閃石，黃鐵礦約含2%，粒狀變晶結構、塊狀構造。

2. 礦區的地球物理特征

分析表1測定的電性參數情況，可得到如下認識：

（1）電阻率特征：該區巖（礦）石電阻率相對較高，電阻率均大于4000Ω·m，大多分布在5000Ω·m～20000Ω·m之間，其中閃長巖電阻率最高，其均值達12069Ω·m，石英片巖（礦體）、石英片巖、綠片巖相對較低。

（2）極化率特征：全區的極化率背景值較低，綠片巖、閃長巖、片麻巖、角閃石片巖、石英片巖極化率分布在0.47%～0.67%，基本上不產生激法極化效應。而含礦石英片巖極化率均值為1.7%。極化率的高低與硫化物的含量呈正相關，本區含礦石英片巖金屬硫化物含量較低，在某些情況下只是相對富集，載金的金屬硫化物呈浸染狀分布在巖石中，礦體的極化率相對圍巖差異很小，只是稍高出圍巖。但是產生出現幅度不高，但是穩定存在的極化率異常。因此可以確定本區開展激電找礦具備地球物理前提。

（3）測區不同類型巖（礦）石間電阻率差異不如極化率差異明顯，礦化體標本具有相對低阻高極化的特征。所以，中—低阻高極化率特征是尋找隱伏硫化物（礦）富集地段的依據。

3. 激電工作方法

激電工作使用的儀器為重慶地質儀器廠生產的WDJS-2接收機和WDFZ-5大功率發射機。為探尋激發極化法在本礦區的有效性，在已知礦體布設了激電剖面7條，測深點6個。在開展工作之前分別采用了兩種參數設置觀測，分別為周期16s，延時200ms，寬度40ms與周期16s，延時100ms，寬度20ms。經過對剖面曲線分析，認為延時較短的情況下會產生較大的電磁耦合，不利于突出極化率異常。因此本次選擇周期16s，延時200ms，寬度40ms進行剖面測量工作。激電測深使用的裝置為對稱四極測深裝置。激電中梯剖面，供電極距AB=1200m，MN=20m，激電測深裝置（AB/2）max=500m。

4. 激電異常的分析解釋

由極化率異常平面圖上看，在測區的中部以及東南有明顯的極化率異常帶，異常帶呈北東走向。以異常大于等于1.9%圈定異常范圍，中部異常帶長610m，寬250m，極化率異常平面圖顯示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體在是相連的，平面異常的分布范圍與礦體在地表投影基本一致，由于是剖面性工作，未能展現更為詳盡的細節。東南部的異常極化率值最高達4.5%，為全區的最高值，且異常的分布也與Ⅳ號礦體相吻合。需要注意的WL7剖面異常幅值整體較高，根據剖面曲線分析，礦體的產狀為北傾，這與已知礦體的傾向一致。為探尋礦體的產狀和埋深，布設了激電測深點6個，對測深結果使用RES2DINV軟件進行反演，反演結果如圖2，反演結果顯示異常體頂板埋深60m處，中心埋深160m。高極化體近乎直立，略向北傾并具有中低電阻率特征。這與32號勘探線揭露礦體的埋深及產狀較為一致。

5. 結論

（1）礦體在極化率上與圍巖有較明顯的差異，通過激電中梯圈定礦體在平面上的展布范圍，通過激電測深工作可大致推斷礦體的埋深和產狀。

（2）試驗結果證明激電中梯與激電測深在非洲加納的硫化物型金礦床的勘探應用中是可行的，通過掃面快速縮小勘探靶區，這在一定程度上減少了探礦工程的成本，做到有的放矢。

（3）金礦體可以顯示出明顯的異常，但是本礦區的極化率異常和其他金屬硫化物的異常幅度有很大的區別，脈狀金礦中金屬硫化物含量較低，在某些情況下只是相對富集，載金的金屬硫化物呈浸染狀分布在巖石中，礦體的極化率相對圍巖差異較小，只是稍高出圍巖。因此會出現幅值較小，但是穩定存在的極化率異常，而這些穩定的低緩異常是不應該被忽略的。

參考文獻：

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